石墨材料嵌鋰電壓低（0.15-0.25VvsLi+/Li），非常適合作為鋰離子電池的負極材料，但是石墨材料也有一些缺點。嵌鋰后的石墨具有很強的反應(yīng)活性，會與有機電解液發(fā)生反應(yīng)，造成石墨片層脫落和電解液分解，SEI膜雖然能夠抑制電解液的分解，但是SEI膜并不能100%對石墨負極形成保護。目前常見石墨表面保護辦法有表面氧化和納米涂層技術(shù)。

納米涂層技術(shù)包括：無定形碳、金屬和金屬氧化物三大類，其中無定形碳主要是通過真空化學(xué)沉積CVD方法獲得，這種方法成本較低，適合大規(guī)模生產(chǎn)。金屬和金屬氧化物納米涂層主要是通過濕法化學(xué)的方法獲得（電鍍），能夠很好的對石墨進行保護，防止電解液分解。

2.提升鈦酸鋰LTO和TIO2材料的倍率性能

LTO（Li4TI5O12）材料安全性高，Li嵌入和脫嵌過程中不會產(chǎn)生應(yīng)力，嵌鋰電勢較高，不會引起電解液的分解，是一種非常優(yōu)異的負極材料，但是LTO材料還面臨一下問題：1）比容量低，理論比容量僅為175mAh/g；2）低電子和離子電導(dǎo)率。目前納米技術(shù)在LTO上主要有以下3方面的應(yīng)用：1）顆粒納米化；2）納米涂層技術(shù)；3）LTO納米材料與導(dǎo)電材料復(fù)合。LTO材料納米化能夠有效的降低Li+的擴散距離，并增大LTO于電解液的接觸面積。納米涂層技術(shù)能夠加強LTO與電解液之間的電荷交換，改善倍率性能。幾種常見的納米涂層技術(shù)如下圖所示，其中圖a表示了納米TIO2與多孔碳材料的復(fù)合結(jié)構(gòu)材料。圖b展示的是如何制備LTO+CMK-3介孔碳復(fù)合材料的方法。

3.提高硅負極的能量密度

Si材料理論比容量達到3572mAh/g，遠高于石墨材料，因此吸引了廣泛的關(guān)注，但是Si在嵌鋰和脫鋰的過程中會產(chǎn)生高達300%的體積膨脹，造成顆粒的破碎和活性物質(zhì)脫落，為了克服這一缺點，人們將Si材料制成納米顆粒，以便緩解Si顆粒膨脹產(chǎn)生的機械應(yīng)力。目前其他Si納米結(jié)構(gòu)包括1維的納米線，1維納米線能夠與集流體和電解液之間形成良好的接觸，并留出足夠的空間供Si膨脹，因此該材料的可逆比容量高達2000mAh/g，并具有良好的循環(huán)性能。

納米技術(shù)的在Li-S電池的應(yīng)用

Li-S電池能量密度高，成本低，是非常具有希望的下一代儲能電池，但是Li-S電池目前面臨的主要問題是S電導(dǎo)率低，以及嵌鋰產(chǎn)物溶解的問題，為了解決這一問題人們采用了多種復(fù)合納米材料技術(shù)，例如通過將S與多孔中空碳或者金屬氧氧化物納米顆粒復(fù)合，可以顯著的提高S的穩(wěn)定性，提高電極的循環(huán)性能。此外，S與石墨烯材料的復(fù)合也能夠顯著的提高S負極的循環(huán)性能。